JP3683760B2 - Scroll compressor - Google Patents

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JP3683760B2 JP31104899A JP31104899A JP3683760B2 JP 3683760 B2 JP3683760 B2 JP 3683760B2 JP 31104899 A JP31104899 A JP 31104899A JP 31104899 A JP31104899 A JP 31104899A JP 3683760 B2 JP3683760 B2 JP 3683760B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクロール圧縮機、詳しくは、鏡板に渦巻体を突設して成る固定および可動スクロールを備えたスクロール圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種スクロール圧縮機は、例えば特開昭58−128485号公報に記載されているように知られている。この公報記載のスクロール圧縮機は、図9に示したように、密閉ケーシングAの内方上部に、鏡板B1に渦巻体B2を突設して成る固定スクロールBを設け、かつ、この固定スクロールBの下部側に、同じく鏡板C1に渦巻体C2を突設して成る可動スクロールCを前記各渦巻体B2,C2が互いに噛合するように上下対向状に支持すると共に、前記ケーシングAの下部側にモータDを設けて、該モータDから延びる駆動軸Eを前記可動スクロールCの下部側に設けた軸受ハウジングFに軸受支持させる一方、前記駆動軸Eの軸受上端側を前記可動スクロールCに連動連結させて、前記駆動軸Fの駆動に伴い前記可動スクロールCを固定スクロールBに対しオルダムリングなどの自転防止機構を介して公転駆動させるようにしている。
【0003】
そして、前記可動スクロールCの下方背面側で前記軸受ハウジングFとの間には中間圧室Gを設けると共に、前記可動スクロールCの鏡板C1に前記中間圧室Gと圧縮室とを連通させる中間圧孔Hを形成して、該中間圧孔Hから前記圧縮室における圧縮ガス流体の一部を前記中間圧室G側に導入させることにより、この中間圧室Gの内部を吸入圧力と吐出圧力との中間圧力に保持し、この中間圧力でもって前記可動スクロールCを固定スクロールB側に押付けており、斯くすることにより、これら各スクロールB,Cの各渦巻体B2,C2をそれぞれ鏡板C1,B1側に互いに密接させ、運転時に、前記可動スクロールCが前記固定スクロールBに対し下方側に離間するのを防止し、この離間により、前記各渦巻体B2,C2間の圧縮室側から低圧側へのガス漏れの発生をなくして、前記圧縮室での圧縮損失を低減している。
【0004】
更に、以上のスクロール圧縮機においては、前記圧縮室内で過圧縮を起こしたりするのを防止するため、前記固定スクロールBに複数のリリーフポートIを形成すると共に、前記固定スクロールBの前記各リリーフポートIとの対向部位に、前記圧縮室の内部圧力が所定圧力以上となったとき開動作されるリリーフ弁Jをそれぞれ設けている。斯くすることにより、前記圧縮室の内部圧力が所定圧力以上となったとき、前記リリーフ弁Jを開き、前記圧縮室内の圧縮ガスの一部を前記リリーフポートIからケーシング内に開放させて、前記圧縮室内で過圧縮が発生したりするのを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の構成では、前記リリーフポートIにより前記圧縮室での過圧縮を防止できるのであるが、前記中間圧孔Hを介して前記中間圧室Gと前記各渦巻体B2,C2間に形成される圧縮室とを連通させ、前記中間圧室Gを中間圧に保持するようにしているから、この中間圧室Gと前記圧縮室との間でガス流体の出入りが発生することになり、つまり、前記中間圧孔Hが高圧の圧縮室側に開口されたときには、この圧縮室から前記中間圧室G内に高圧のガス流体が流入し、また、前記中間圧孔Hが中間圧室Gより低圧の圧縮室側に開口したときには、この圧縮室側に前記中間圧室Gから中間圧のガス流体が流入されるため、このガス流体の出入りにより圧縮損失や動力損失を招く問題があった。即ち、図10は、縦軸に圧力を、横軸に圧縮容積をとったグラフであって、吸入側において前記各渦巻体B2,C2間の圧縮室にガス流体を吸入し、前記可動スクロールCの公転運動に伴って前記ガス流体を圧縮室内で圧縮し、圧縮終了後に吐出口からケーシング内に吐出させるまでのガス流体の過程を示しており、ガス流体が前記圧縮室へと吸入されて封入されるとき、該圧縮室内に前記中間圧室Gから中間圧のガス流体が導入されることにより、同図の一点鎖線で示すように、前記圧縮室の内部圧力が高くなり、それだけ動力損失が生ずるのであり、また、高圧の圧縮室から中間圧室Gに排出されることにより、それだけ圧縮損失が生ずるのである。
【0006】
また、固定スクロールおよび可動スクロールが高圧雰囲気中にあるため、これらスクロールによって吸入管の吸入ガスが加熱される。このため、吸入加熱による圧縮室の体積効率が悪くなるという問題もある。
【0007】
本発明の目的は、圧縮室での圧縮損失および動力損失を低減できながら、しかも、過圧縮を少なくできるスクロール圧縮機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、鏡板21,31に渦巻体22,32を突設した固定スクロール2と可動スクロール3とを備え、この両スクロールの渦巻体22,32を対向させて噛み合わせて圧縮室X,Yを形成したスクロール圧縮機において、密閉ケーシング1内を軸受ハウジング5によって区画し、区画した一方の空間1Eに、前記固定スクロール2と可動スクロール3とからなる圧縮要素を配置し、この圧縮要素の吐出口23から吐出した流体を他方の空間1Bに導き、この他方の空間1Bに前記圧縮要素を駆動するモータ4を配置してなり、前記固定スクロール2の渦巻体22は、その巻終り端から可動スクロール3の渦巻体32の巻終り端近くまで延びていて、その延長部の内側面は前記固定スクロール2の渦巻体22に連続する曲線状をなしており、前記固定スクロール2において、前記吐出口23に開口する直前の2つの圧縮室X1,Y1内のそれぞれの流体が、各圧縮室X,Yへの前記流体の閉じ込み時における各圧縮室X,Yの容積に対する各圧縮室X1,Y1の容積の比が同じ値となった段階で位相差をもって前記他方の空間1Bに順次リリーフされる位置にリリーフ弁を備えたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明に加えて、吸入管7が、前記密閉ケーシング1を貫通して前記低圧室1Eに開口するとともに、前記固定スクロール2および前記可動スクロール3の巻終り端の近傍に延設されている。
【0010】
請求項1に記載の発明では、固定および可動スクロール2,3からなる圧縮要素の周りを吸込み圧力空間とし、モータ4の周りを吐出圧力空間とし、非対称渦巻構造を有している。したがって、圧縮機に吸込まれるガスは高温の吐出ガスやモータに触れることはないので、吸入加熱の少ない体積効率の高い構成を実現できる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、圧縮機に吸込まれるガスは、ケーシング1を伝わる熱や、吸込み圧力空間内のやや熱いガスとも直接触れ難くなるので、さらに吸入加熱の少ない、体積効率の高い構成となる。
【0012】
【実施例】
図1は縦形スクロール圧縮機を示しており、密閉ケーシング1の内方上部に、鏡板21に渦巻体22を突設し、前記鏡板21の中央部に吐出口23を形成した固定スクロール2と、鏡板31に渦巻体32を突設して成る可動スクロール3とを、互いに各渦巻体22,32が噛み合うように上下対向状に支持すると共に、前記ケーシング1の下部側にモータ4を設けて、該モータ4から延びる駆動軸41を前記可動スクロール3の下部側に固定した軸受ハウジング5に軸受支持させる一方、前記駆動軸41の軸受上端側を前記可動スクロール3における鏡板31の裏面中央部に突設したボス部33に挿嵌させて、前記駆動軸41の駆動に伴い前記可動スクロール3を固定スクロール2に対しオルダムリング50から成る自転防止機構を介して公転駆動させるようにしている。
【0013】
また、前記固定スクロール2には、前記吐出口23の上部側を覆うカバー体24を固定ボルトなどを介して取付け、該カバー体24を前記ケーシング1の内方上部側に固定した支持板6に連結させており、この支持板6には前記吐出口23に連通する連通孔61を設けている。さらに、前記固定スクロール2には前記ケーシング1を貫通して該ケーシング1内に突入する吸入管7を接続しており、また、前記連通孔61が開口する前記ケーシング1の吐出室1Aと、前記モータ4と軸受ハウジング5の空間1Bとを、連絡路1Cで連通して、前記ケーシング1内を高圧とした高圧ドーム構造とし、前記空間1Bに吐出管8を開口させている。
【0014】
そして、前記モータ4の駆動に伴う前記駆動軸41の回転で、前記固定スクロール2に対し可動スクロール3を公転駆動させることにより、前記吸入管7から前記各スクロール2,3の各渦巻体22,32間に形成される吸入部からガス流体を吸入して、これら各渦巻体22,32間の圧縮室で圧縮し、この圧縮ガス流体を前記吐出口23から前記連通孔61および連絡路1Cを経て前記空間1Bに吐出させ、該空間1Bから前記吐出管8を介して外部に吐出させるのである。
【0015】
また以上の構成において、前記軸受ハウジング5と前記可動スクロール3との間でボス部33の外周囲には背面室9が形成され、該背面室9は、前記ケーシング1内の高圧圧力が作用している。即ち、前記背面室9は、前記ケーシング1の底部油溜から前記駆動軸41の内部を経て各潤滑箇所へと汲上げられる高圧の潤滑油が供給されていて、高圧圧力が作用するようになっており、この背面室9に作用する高圧圧力により前記可動スクロール3を固定スクロール2側に押圧するようにしている。また、図2,図3で明らかにしたように、前記固定スクロール2の鏡板21に、前記各スクロール2,3の渦巻体22,32間に形成される圧縮室X,Yで、前記吐出口23に開口する直前の圧縮室X1,Y1を前記吐出室1Aに連通させるリリーフポート10を設けると共に、前記リリーフポート10に前記圧縮室X1,Y1から前記吐出室1Aへの流れのみを許すリリーフ弁11を設け、このリリーフ弁11の上部側に弁押え12を設けたのである。
【0016】
更に詳記すると、前記固定スクロール2の鏡板21に、前記吐出口23に開口される直前の二つの圧縮室X1,Y1を前記吐出室1Aに連通する二つのリリーフポート10,10を形成して、これら各リリーフポート10,10にそれぞれリリーフ弁11,11を設けると共に、この各リリーフ弁11,11の上部側にそれぞれ弁押え12,12を取付けたのである。また、前記リリーフ弁11,11および弁押え12,12は、図3で示したように、一対のリリーフ弁11,11を連結片11aで、一対の弁押え12,12を連結片12aでそれぞれ一体化して、前記各リリーフ弁11および各弁押え12をそれぞれ一つの部品にして部品点数を減少できるようにしている。また、前記リリーフ弁11および弁押え12は、前記各連結片11a,12aの長さ方向両側で前記リリーフ弁11および弁押え12の各基部側を前記固定スクロール2の鏡板21上に固定ボルトなどで共締めするようにしている。
【0017】
次に、以上の構成による作用について説明する。前記スクロール圧縮機による運転時には、前記吸入管7からの吸入ガス流体が、前記各スクロール2,3における各渦巻体22,32の外方側に形成される吸入部から内部に導入されて、前記各圧縮室X,Y内で圧縮され、この圧縮ガス流体が前記吐出口23から前記支持板6の連通孔61を経て吐出室1Aから前記空間1Bに導かれ、この空間1Bから吐出管8を介して外部に吐出される。このとき、前記背面室9には、前記ケーシング1の底部油溜から前記駆動軸41の内部を経て各潤滑箇所へと汲上げられる高圧の潤滑油が供給されて高圧が作用し、この高圧圧力により、前記可動スクロール3が固定スクロール2側に押付けられる。従って、前記固定スクロール2から可動スクロール3が離間したりするのが確実に防止され、前記各渦巻体22,32をそれぞれ鏡板31,21に密接させることができ、しかも、前記圧縮室X,Yから低圧側へのガス漏れの発生を防止でき、前記圧縮室X,Yでの圧縮損失および動力損失を低減することができるのである。
【0018】
しかも、前記固定スクロール2には、前記圧縮室X,Yのうち前記吐出口23に開口する直前の第1圧縮室X1,Y1と前記吐出室1Aとをリリーフポート10,10により連通し、この各リリーフポート10に前記圧縮室X1,Y1から吐出室1Aへの流れのみを許すリリーフ弁11,11を設けているから、前記圧縮室X1,Y1の圧力が前記吐出室1A内の圧力以上となったとき、これら各リリーフ弁11が開かれ、前記圧縮室X1,Y1内の圧縮ガスの一部が前記各リリーフポート10から前記吐出室1Aに開放されて、前記圧縮室X1,Y1内で過圧縮が発生したりするのを防止できる。従って、前記軸受ハウジング5の軸受に対する荷重や駆動トルクが異常に高くなるのも防止できるのである。
【0019】
即ち、冷凍装置の冷媒圧縮に用いる場合、冷凍装置のシステムにより決まる圧力比、つまり凝縮圧力と蒸発圧力とにより決まる圧力比が、前記各スクロール2,3の設計圧力比より低いと、換言すると蒸発圧力で決まる吸入圧力が高くなりシステムにより決まる圧力比が設計圧力比より低くなったり、逆に凝縮圧力で決まる吐出圧力が低くなりシステムにより決まる圧力比が設計圧力比より低くなると、リリーフポート10を設けない場合では、図5の圧縮特性曲線R2のように圧縮室X,Yの高圧圧力P02が高くなるのに対し、リリーフポート10を設けた場合には図5の圧縮特性曲線R1のように圧縮室X,Yの高圧圧力P01を前記高圧圧力をP02に比較して低くできるのである。尚、図5においてP1は圧縮室X,Yの閉じ込み時における低圧圧力である。
【0020】
また、システムで決まる圧力比が設計圧力比より低いと、固定スクロール2と可動スクロール3との間の離反力が増大し、図6の点線Pxで示したように前記可動スクロール3を固定スクロール2に押付け力、つまりスラスト軸受荷重が減少し、可動スクロール3が不安定となりガス漏れが生じたり、また、逆に前記軸受ハウジング5の軸受に対する荷重や駆動トルクが高くなるのであるが、リリーフポート10を設けることにより前記したシステムにより決まる圧力比が低い場合、つまり過圧縮される場合でも、また、液圧縮により過圧縮される場合でも、前記固定スクロール2に可動スクロール3を押し付ける押し付け力、つまりスラスト軸受荷重を増大させられ、従って、前記可動スクロール3が固定スクロール2に対し離反することのない適正な押し付け力が得られるのであって、前記可動スクロール3が不安定となったり、ガス漏れが生ずるのを防止でき、それでいて、前記軸受ハウジング5の軸受に対する荷重や駆動トルクが高くなるのも防止できるのである。
【0021】
しかも、前記圧縮室X1,Y1内での過圧縮の発生を防止するにあたっては、従来のように、前記圧縮室X1,Y1と可動スクロールの背面側とを中間圧孔を介して連通し、中間圧を可動スクロールに作用させるのでなく、換言すると、前記圧縮室X1,Y1と中間圧室との間でガス流体を出入させるのでなく、この可動スクロール3の背面側に設けた背面室9に前記ケーシング1内の高圧圧力を付与して、前記可動スクロール3を固定スクロール2側に押付けるようにしているため、従来のように、中間圧室を介して圧縮ガス流体が高圧側から低圧側に洩れることによる圧縮損失や動力損失をなくすことができるのである。
【0022】
また、以上説明した実施例は前記固定スクロール2における渦巻体22の巻終り端と、前記可動スクロール3における渦巻体32の巻終り端とを180度の位相差とし、前記各渦巻体22,32により形成する二つの圧縮室X,Yの吸入口を対称位置に設けた比較例としての一般的なスクロール圧縮機であるが、図4で示したように、固定スクロール2における渦巻体22の巻終り端から前記可動スクロール3における渦巻体32の巻終り端近くにまで延びるインボリュート曲線形状の延長部22aを設けて、前記各スクロール2,3を非対称形に形成してもよい。この場合、前記リリーフポート10を前記各スクロール2,3の渦巻体22,32間に形成する二つの圧縮室X,Yと交互に連通する位置、つまり、図4の実線で示した位置に開口させることにより、一つのリリーフポート10を設けるだけで、このリリーフポート10を前記固定スクロール2の鏡板21で前記可動スクロールの公転駆動時に前記第1圧縮室X1,Y1と交互に連通されられるのであって、図4の実線と点線とで示したように、各圧縮室X,Yごとにリリーフポート10を設ける場合に比較してその加工性を向上できるのである。尚、前記渦巻体22の延長部22aは、その内側面だけをインボリュート曲線状に形成するようにしてもよい。
【0023】
即ち、以上のように、前記固定スクロール2の渦巻体22にインボリュート曲線状の延長部22aを設けて、前記各スクロール2,3を非対称形とするときには、前記各渦巻体22,32間の前記第1圧縮室X1,Y1でガス流体を圧縮するとき、これら各圧縮室X1,Y1間では図7に示したように所定の位相差でもってガス流体の圧縮が行われるため、図4の実線位置に一つのリリーフポート10を設けるだけで、前記公転スクロール2の公転駆動時、前記リリーフポート10を、図7に示したように前記第1圧縮室X1,Y1に所定期間交互に開口させるられるのである。尚、このとき、前記固定スクロール2の鏡板21に形成する一つのリリーフポート10は、前記鏡板21に設ける渦巻体22の厚みより小さく、かつ、該渦巻体22の厚みにできるだけ近い孔径に形成することが望ましく、斯くすることにより、前記リリーフポート10をガス流体が通過するときの抵抗を軽減することができながら、このリリーフポート10を介して前記圧縮室X,Yの高圧側から低圧側にガス流体がリークしたりして圧縮損失を招いたりするのをなくすことができる。
【0024】
さらに、図8で示したように、前記固定スクロール2の鏡板21に設けた前記吐出口23との対向部位に、該吐出口23を開閉する吐出弁25を取付けると共に、この吐出弁25の取付基部25aから前記各リリーフ弁11,11を一体に延長させるようにしてもよい。斯くするときには、前記吐出弁25と前記各リリーフ弁11,11とを一つの部品にできるから、部品点数を減少できコストダウンが可能となり、また、組付性を高めることもできる。尚、これら弁の上部には、図3と同様に弁のリフトを規制する弁押えが設けられている。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、非対称渦巻構造のスクロール圧縮機において、密閉ケーシング1内を軸受ハウジング5によって区画し、固定スクロール2および可動スクロール3からなる圧縮要素の周りを吸込み圧力空間とし、モータ4の周りを吐出圧力空間としているので、吸入加熱の少ない、体積効率の高い構成を実現できる。
【0026】
請求項2に記載の発明によれば、圧縮機に吸込まれるガスは、ケーシング1を伝わる熱や、吸込み圧力空間内のやや熱いガスとも直接触れ難くなるので、さらに吸入加熱の少ない、体積効率の高い構成となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかるスクロール圧縮機の全体構造を示す一部省略した縦断面図。
【図2】 リリーフポートおよびリリーフ弁を設けた固定スクロールの一部を示す拡大断面図。
【図3】 図2の平面図。
【図4】 非対称形とした固定および可動スクロールの説明図。
【図5】 リリーフポートを設けた場合と設けない場合との圧縮曲線を示すグラフ。
【図6】 スラスト軸受荷重と圧力比との関係を示すグラフ。
【図7】 非対称形スクロールの圧縮曲線を示すグラフ。
【図8】 吐出口に吐出弁を設けた実施例の図3に対応する平面図。
【図9】 従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図。
【図10】 従来の圧縮曲線を示すグラフ。
【符号の説明】
1 密閉ケーシング、1A 高圧室、2 固定スクロール、3 可動スクロール、21,31 鏡板、22,32 渦巻体、23 吐出口、25 リーフ形吐出弁、10 リリーフポート、11 リリーフ弁、X,Y 圧縮室、X1,Y1 吐出口開口直前の圧縮室。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a scroll compressor provided with a fixed and movable scroll formed by projecting a spiral body on an end plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of scroll compressor is known as described in, for example, JP-A-58-128485. As shown in FIG. 9, the scroll compressor described in this publication is provided with a fixed scroll B formed by projecting a spiral body B2 on an end plate B1 on the inner upper portion of a sealed casing A, and this fixed scroll B A movable scroll C formed by projecting a spiral body C2 on the end plate C1 is supported in a vertically opposed manner so that the spiral bodies B2 and C2 mesh with each other, and on the lower side of the casing A. A motor D is provided, and a drive shaft E extending from the motor D is supported by a bearing housing F provided on the lower side of the movable scroll C, while a bearing upper end side of the drive shaft E is interlocked and connected to the movable scroll C. As the drive shaft F is driven, the movable scroll C is driven to revolve with respect to the fixed scroll B via a rotation prevention mechanism such as an Oldham ring.
[0003]
An intermediate pressure chamber G is provided between the movable scroll C and the bearing housing F on the lower back side, and the intermediate pressure chamber G1 communicates with the end plate C1 of the movable scroll C. A hole H is formed, and a part of the compressed gas fluid in the compression chamber is introduced from the intermediate pressure hole H to the intermediate pressure chamber G side. And the movable scroll C is pressed against the fixed scroll B with the intermediate pressure, whereby the scroll bodies B2 and C2 of the scrolls B and C are respectively attached to the end plates C1 and B1. The movable scroll C is prevented from separating downward with respect to the fixed scroll B during operation, and this separation causes the compression chamber side between the spiral bodies B2 and C2 to be separated from each other. Eliminating the occurrence of gas leakage to the low pressure side, thereby reducing the compression loss in the compression chamber.
[0004]
Further, in the above scroll compressor, in order to prevent over compression in the compression chamber, a plurality of relief ports I are formed in the fixed scroll B, and each relief port of the fixed scroll B is formed. Relief valves J that are opened when the internal pressure of the compression chamber becomes equal to or higher than a predetermined pressure are respectively provided at positions opposite to I. Thus, when the internal pressure of the compression chamber becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the relief valve J is opened, a part of the compressed gas in the compression chamber is opened from the relief port I into the casing, and the This prevents over-compression in the compression chamber.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, over-compression in the compression chamber can be prevented by the relief port I, but the intermediate pressure chamber G is formed between the spiral bodies B2 and C2 via the intermediate pressure hole H. Since the intermediate pressure chamber G is held at an intermediate pressure by communicating with the compression chamber, the gas fluid enters and exits between the intermediate pressure chamber G and the compression chamber. That is, when the intermediate pressure hole H is opened to the high-pressure compression chamber side, a high-pressure gas fluid flows from the compression chamber into the intermediate pressure chamber G, and the intermediate pressure hole H is connected to the intermediate pressure chamber G. When opening to the lower pressure compression chamber side, an intermediate pressure gas fluid flows into the compression chamber side from the intermediate pressure chamber G, so there is a problem in that compression loss and power loss are caused by the entry and exit of this gas fluid. . That is, FIG. 10 is a graph in which the vertical axis represents pressure and the horizontal axis represents compression volume. On the suction side, gas fluid is sucked into the compression chamber between the spiral bodies B2 and C2, and the movable scroll C The gas fluid is compressed in the compression chamber in accordance with the revolving motion of the gas, and shows the process of the gas fluid from the discharge port to the inside of the casing after the compression is completed, and the gas fluid is sucked into the compression chamber and sealed When an intermediate pressure gas fluid is introduced from the intermediate pressure chamber G into the compression chamber, the internal pressure of the compression chamber increases as shown by the alternate long and short dashed line in FIG. In addition, since the high pressure compression chamber is discharged to the intermediate pressure chamber G, a compression loss is generated accordingly.
[0006]
Further, since the fixed scroll and the movable scroll are in a high-pressure atmosphere, the suction gas in the suction pipe is heated by these scrolls. For this reason, there also exists a problem that the volumetric efficiency of the compression chamber by suction heating deteriorates.
[0007]
An object of the present invention is to provide a scroll compressor that can reduce over-compression while reducing compression loss and power loss in a compression chamber.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is provided with a fixed scroll 2 and a movable scroll 3 in which spiral bodies 22 and 32 project from end plates 21 and 31, and the spiral bodies 22 and 32 of both scrolls are provided. In the scroll compressor in which the compression chambers X and Y are formed by being opposed to each other, the inside of the hermetic casing 1 is partitioned by the bearing housing 5 and the fixed scroll 2 and the movable scroll 3 are formed in one partitioned space 1E. the compression element is disposed, guide the fluid discharged from the discharge port 23 of the compression element into the other space 1B, will place the motor 4 for driving the compression element in the space 1B of the other, of the fixed scroll 2 The spiral body 22 extends from the end of the winding to the vicinity of the end of the spiral of the scroll 32 of the movable scroll 3, and the inner surface of the extension is the vortex of the fixed scroll 2. And forms a curved continuous with the body 22, Oite to the fixed scroll 2, each of the fluid of the two compression chambers X1, the Y1 immediately before opening into the discharge port 23, the compression chambers X, the Y When the ratio of the volume of each compression chamber X1, Y1 to the volume of each compression chamber X, Y when the fluid is closed becomes the same value, the position is sequentially relieved to the other space 1B with a phase difference. A relief valve is provided.
[0009]
In addition to the invention according to claim 1, the invention according to claim 2 is configured such that the suction pipe 7 passes through the sealed casing 1 and opens into the low-pressure chamber 1E, and the fixed scroll 2 and the movable scroll. 3 is extended in the vicinity of the winding end.
[0010]
In the first aspect of the present invention, a suction pressure space is formed around the compression element composed of the fixed and movable scrolls 2 and 3, and a discharge pressure space is formed around the motor 4. Therefore, since the gas sucked into the compressor does not come into contact with the high-temperature discharged gas or the motor, it is possible to realize a configuration with high volume efficiency with little suction heating.
[0011]
In the second aspect of the present invention, the gas sucked into the compressor is difficult to directly contact the heat transmitted through the casing 1 and the slightly hot gas in the suction pressure space. It becomes composition.
[0012]
【Example】
FIG. 1 shows a vertical scroll compressor, and a fixed scroll 2 in which a spiral body 22 projects from an end plate 21 on the inner upper part of a hermetic casing 1 and a discharge port 23 is formed at the center of the end plate 21; The movable scroll 3 formed by projecting a spiral body 32 on the end plate 31 is supported in a vertically opposed manner so that the spiral bodies 22 and 32 are engaged with each other, and a motor 4 is provided on the lower side of the casing 1. The drive shaft 41 extending from the motor 4 is supported by a bearing housing 5 fixed to the lower side of the movable scroll 3, while the upper end side of the bearing of the drive shaft 41 projects into the center of the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 3. The movable scroll 3 is inserted into a boss 33 provided, and the movable scroll 3 is made public with respect to the fixed scroll 2 through an anti-rotation mechanism comprising an Oldham ring 50 as the drive shaft 41 is driven. And so as to driven.
[0013]
Further, a cover body 24 covering the upper side of the discharge port 23 is attached to the fixed scroll 2 via a fixing bolt or the like, and the cover body 24 is fixed to a support plate 6 fixed to the inner upper side of the casing 1. The support plate 6 is provided with a communication hole 61 communicating with the discharge port 23. Further, the fixed scroll 2 is connected with a suction pipe 7 that penetrates the casing 1 and enters the casing 1, and the discharge chamber 1A of the casing 1 in which the communication hole 61 is opened, The motor 4 and the space 1B of the bearing housing 5 are communicated with each other through a communication path 1C to form a high-pressure dome structure in which the inside of the casing 1 has a high pressure, and a discharge pipe 8 is opened in the space 1B.
[0014]
Then, by rotating the drive shaft 41 accompanying the driving of the motor 4, the movable scroll 3 is driven to revolve with respect to the fixed scroll 2, whereby the spiral bodies 22 of the scrolls 2, 3 from the suction pipe 7. A gas fluid is sucked from a suction portion formed between 32 and compressed in a compression chamber between the spiral bodies 22 and 32, and the compressed gas fluid is passed from the discharge port 23 through the communication hole 61 and the communication path 1C. Then, the ink is discharged into the space 1B and discharged from the space 1B to the outside through the discharge pipe 8.
[0015]
In the above configuration, a back chamber 9 is formed around the boss portion 33 between the bearing housing 5 and the movable scroll 3, and the back chamber 9 is subjected to the high pressure in the casing 1. ing. That is, the back chamber 9 is supplied with high-pressure lubricating oil that is pumped from the bottom oil reservoir of the casing 1 through the inside of the drive shaft 41 to each lubrication location, and the high-pressure pressure acts. The movable scroll 3 is pressed toward the fixed scroll 2 by the high pressure acting on the back chamber 9. As shown in FIGS. 2 and 3, the discharge port is provided in the compression chambers X and Y formed between the spiral bodies 22 and 32 of the scrolls 2 and 3 in the end plate 21 of the fixed scroll 2. A relief valve 10 is provided for communicating the compression chambers X1 and Y1 immediately before opening to the discharge chamber 1A, and a relief valve that allows the relief port 10 to flow only from the compression chambers X1 and Y1 to the discharge chamber 1A. 11 is provided, and a valve presser 12 is provided on the upper side of the relief valve 11.
[0016]
More specifically, on the end plate 21 of the fixed scroll 2, two relief ports 10, 10 that connect the two compression chambers X 1, Y 1 immediately before being opened to the discharge port 23 to the discharge chamber 1 A are formed. The relief valves 11 and 11 are provided in the relief ports 10 and 10, respectively, and the valve pressers 12 and 12 are attached to the upper sides of the relief valves 11 and 11, respectively. As shown in FIG. 3, the relief valves 11 and 11 and the valve retainers 12 and 12 include a pair of relief valves 11 and 11 as a connecting piece 11a and a pair of valve retainers 12 and 12 as a connecting piece 12a. By integrating them, each relief valve 11 and each valve presser 12 are made into one part so that the number of parts can be reduced. Further, the relief valve 11 and the valve retainer 12 are fixed to the base plate 21 of the fixed scroll 2 on the end plate 21 of the fixed scroll 2 on the both sides of the connecting pieces 11a and 12a in the length direction. It is trying to tighten together.
[0017]
Next, the effect | action by the above structure is demonstrated. During operation by the scroll compressor, the suction gas fluid from the suction pipe 7 is introduced into the inside from a suction portion formed on the outer side of each spiral body 22, 32 in each scroll 2, 3, The compressed gas fluid is compressed in the compression chambers X and Y, and the compressed gas fluid is guided from the discharge port 23 through the communication hole 61 of the support plate 6 to the space 1B from the discharge chamber 1A. And discharged to the outside. At this time, the back chamber 9 is supplied with high-pressure lubricating oil pumped from the bottom oil reservoir of the casing 1 through the inside of the drive shaft 41 to each lubricating portion, and a high pressure acts. Thus, the movable scroll 3 is pressed against the fixed scroll 2 side. Accordingly, the movable scroll 3 is reliably prevented from separating from the fixed scroll 2, the spiral bodies 22, 32 can be brought into close contact with the end plates 31, 21, respectively, and the compression chambers X, Y It is possible to prevent the gas leakage from the low pressure side to the compression chambers X and Y and reduce the compression loss and power loss.
[0018]
In addition, the fixed scroll 2 communicates the first compression chambers X1, Y1 immediately before opening to the discharge port 23 of the compression chambers X, Y and the discharge chamber 1A through relief ports 10, 10. Since each relief port 10 is provided with relief valves 11 and 11 that allow only the flow from the compression chambers X1 and Y1 to the discharge chamber 1A, the pressure in the compression chambers X1 and Y1 is equal to or higher than the pressure in the discharge chamber 1A. At this time, each of the relief valves 11 is opened, and a part of the compressed gas in the compression chambers X1 and Y1 is opened from the relief ports 10 to the discharge chamber 1A, so that the inside of the compression chambers X1 and Y1. It is possible to prevent over-compression. Accordingly, it is possible to prevent the load and driving torque on the bearing of the bearing housing 5 from becoming abnormally high.
[0019]
That is, when used for refrigerant compression of the refrigeration apparatus, if the pressure ratio determined by the system of the refrigeration apparatus, that is, the pressure ratio determined by the condensation pressure and the evaporation pressure is lower than the design pressure ratio of the scrolls 2 and 3, in other words, evaporation. When the suction pressure determined by the pressure increases and the pressure ratio determined by the system becomes lower than the design pressure ratio, or conversely, the discharge pressure determined by the condensation pressure decreases and the pressure ratio determined by the system becomes lower than the design pressure ratio, the relief port 10 is set. When not provided, the high pressure P02 in the compression chambers X and Y increases as shown by the compression characteristic curve R2 in FIG. 5, whereas when the relief port 10 is provided, as shown by the compression characteristic curve R1 in FIG. The high pressure P01 in the compression chambers X and Y can be lowered compared to the high pressure P02. In FIG. 5, P1 is a low pressure when the compression chambers X and Y are closed.
[0020]
If the pressure ratio determined by the system is lower than the design pressure ratio, the separating force between the fixed scroll 2 and the movable scroll 3 increases, and the movable scroll 3 is fixed to the fixed scroll 2 as indicated by the dotted line Px in FIG. The pressing force, that is, the thrust bearing load decreases, the movable scroll 3 becomes unstable and gas leakage occurs, and conversely, the load and driving torque on the bearing of the bearing housing 5 increase, but the relief port 10 Even when the pressure ratio determined by the above-described system is low, that is, when it is over-compressed or when it is over-compressed by liquid compression, the pressing force that presses the movable scroll 3 against the fixed scroll 2, that is, thrust The bearing load can be increased, so that the movable scroll 3 is separated from the fixed scroll 2. It is possible to prevent the movable scroll 3 from becoming unstable and to prevent gas leakage, and yet to increase the load and driving torque on the bearing of the bearing housing 5. It can be prevented.
[0021]
Moreover, in order to prevent the occurrence of over-compression in the compression chambers X1, Y1, the compression chambers X1, Y1 and the back side of the movable scroll are communicated with each other via an intermediate pressure hole as in the prior art. The pressure is not applied to the movable scroll. In other words, the gas fluid is not allowed to enter and exit between the compression chambers X1 and Y1 and the intermediate pressure chamber, but the rear chamber 9 provided on the rear side of the movable scroll 3 Since the high pressure in the casing 1 is applied and the movable scroll 3 is pressed against the fixed scroll 2 side, the compressed gas fluid is moved from the high pressure side to the low pressure side through the intermediate pressure chamber as in the prior art. Compression loss and power loss due to leakage can be eliminated.
[0022]
In the embodiment described above, the end of winding of the spiral body 22 in the fixed scroll 2 and the end of winding of the spiral body 32 in the movable scroll 3 have a phase difference of 180 degrees, and each of the spiral bodies 22, 32. Is a general scroll compressor as a comparative example in which the suction ports of the two compression chambers X and Y formed by the above are provided at symmetrical positions. However, as shown in FIG. The scrolls 2, 3 may be formed asymmetrically by providing an involute curve-shaped extension 22 a extending from the end to the vicinity of the end of winding of the spiral body 32 in the movable scroll 3. In this case, the relief port 10 is opened at a position alternately communicating with the two compression chambers X and Y formed between the spiral bodies 22 and 32 of the scrolls 2 and 3, that is, at a position indicated by a solid line in FIG. As a result, only one relief port 10 is provided, and this relief port 10 is alternately communicated with the first compression chambers X1 and Y1 by the end plate 21 of the fixed scroll 2 when the movable scroll 3 is driven to revolve. Therefore, as shown by the solid line and the dotted line in FIG. 4, the workability can be improved as compared with the case where the relief port 10 is provided for each compression chamber X, Y. In addition, you may make it the extension part 22a of the said spiral body 22 form only the inner surface in involute curve shape.
[0023]
That is, as described above, when the scroll 22 of the fixed scroll 2 is provided with the involute-curved extension 22a and the scrolls 2 and 3 are asymmetrical, the spiral between the spirals 22 and 32 is the same. When the gas fluid is compressed in the first compression chambers X1 and Y1, the gas fluid is compressed with a predetermined phase difference between the compression chambers X1 and Y1, as shown in FIG. By providing only one relief port 10 at the position, when the revolution scroll 2 is driven to revolve, the relief port 10 is alternately opened to the first compression chambers X1 and Y1 for a predetermined period as shown in FIG. It is. At this time, one relief port 10 formed on the end plate 21 of the fixed scroll 2 is formed to have a hole diameter smaller than the thickness of the spiral body 22 provided on the end plate 21 and as close as possible to the thickness of the spiral body 22. In this way, it is possible to reduce the resistance when the gas fluid passes through the relief port 10, and from the high pressure side to the low pressure side of the compression chambers X and Y through the relief port 10. It is possible to prevent the gas fluid from leaking and causing a compression loss.
[0024]
Further, as shown in FIG. 8, a discharge valve 25 for opening and closing the discharge port 23 is attached to a portion facing the discharge port 23 provided on the end plate 21 of the fixed scroll 2 and the discharge valve 25 is attached. The relief valves 11, 11 may be integrally extended from the base 25a. In this case, since the discharge valve 25 and the relief valves 11 and 11 can be made into one part, the number of parts can be reduced, the cost can be reduced, and the assembling property can be improved. In addition, the valve presser which controls the lift of a valve is provided in the upper part of these valves similarly to FIG.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, in the scroll compressor having the asymmetric spiral structure, the sealed casing 1 is partitioned by the bearing housing 5, and the compression element including the fixed scroll 2 and the movable scroll 3 is provided. Since the periphery is the suction pressure space and the periphery of the motor 4 is the discharge pressure space, it is possible to realize a configuration with low volumetric suction and high volume efficiency.
[0026]
According to the second aspect of the present invention, the gas sucked into the compressor becomes difficult to directly contact the heat transmitted through the casing 1 and the slightly hot gas in the suction pressure space. It becomes a high composition.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially omitted longitudinal sectional view showing the overall structure of a scroll compressor according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a fixed scroll provided with a relief port and a relief valve.
FIG. 3 is a plan view of FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram of fixed and movable scrolls that are asymmetrical.
FIG. 5 is a graph showing a compression curve with and without a relief port.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between thrust bearing load and pressure ratio.
FIG. 7 is a graph showing a compression curve of an asymmetric scroll.
FIG. 8 is a plan view corresponding to FIG. 3 of an embodiment in which a discharge valve is provided at the discharge port.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a conventional scroll compressor.
FIG. 10 is a graph showing a conventional compression curve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing casing, 1A High pressure chamber, 2 Fixed scroll, 3 Movable scroll, 21,31 End plate, 22,32 Spiral body, 23 Discharge port, 25 Leaf type discharge valve, 10 Relief port, 11 Relief valve, X, Y Compression chamber , X1, Y1 Compression chamber immediately before the discharge port is opened.

Claims (2)

鏡板(21)(31)に渦巻体(22)(32)を突設した固定スクロール(2)と可動スクロール(3)とを備え、この両スクロール(2)(3)の渦巻体(22)(32)を対向させて噛み合わせて圧縮室(X,Y)を形成したスクロール圧縮機において、
密閉ケーシング(1)内を軸受ハウジング(5)によって区画し、区画した一方の空間(1E)に、前記固定スクロール(2)と可動スクロール(3)とからなる圧縮要素(2,3)を配置し、この圧縮要素(2,3)の吐出口(23)から吐出した流体を他方の空間(1B)に導き、この他方の空間(1B)に前記圧縮要素(2,3)を駆動するモータ(4)を配置してなり、
前記固定スクロール(2)の渦巻体(22)は、その巻終り端から可動スクロール(3)の渦巻体(32)の巻終り端近くまで延びていて、その延長部の内側面は前記固定スクロール(2)の渦巻体(22)に連続する曲線状をなしており、
前記固定スクロール(2)において、前記吐出口(23)に開口する直前の2つの圧縮室(X1,Y1)内のそれぞれの流体が、各圧縮室(X,Y)への前記流体の閉じ込み時における各圧縮室(X,Y)の容積に対する各圧縮室(X1,Y1)の容積の比が同じ値となった段階で位相差をもって前記他方の空間(1B)に順次リリーフされる位置にリリーフ弁を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
A fixed scroll (2) and a movable scroll (3) each having a spiral body (22) (32) projecting from an end plate (21) (31) are provided, and the spiral body (22) of both scrolls (2) (3). In the scroll compressor in which the compression chambers (X, Y) are formed by facing and engaging (32),
The sealed casing (1) is partitioned by the bearing housing (5), and the compression element (2, 3) composed of the fixed scroll (2) and the movable scroll (3) is arranged in one partitioned space (1E). A motor that guides the fluid discharged from the discharge port (23) of the compression element (2, 3) to the other space (1B) and drives the compression element (2, 3) in the other space (1B). (4) is arranged,
The spiral body (22) of the fixed scroll (2) extends from the winding end to the vicinity of the winding end of the spiral (32) of the movable scroll (3), and the inner surface of the extension is the fixed scroll. (2) has a continuous curvilinear shape to the spiral body (22),
Oite to the fixed scroll (2), each of the fluid of said two compression chambers immediately before opening the discharge port (23) (X1, Y1) in the respective compression chambers (X, Y) wherein the fluid to When the ratio of the volume of each compression chamber (X1, Y1) to the volume of each compression chamber (X, Y) at the time of closing becomes the same value, the relief is sequentially relieved to the other space (1B) with a phase difference. A scroll compressor comprising a relief valve at a position .
吸入管(7)は、前記密閉ケーシング(1)を貫通して前記一方の空間(1E)に開口するとともに、前記固定スクロール(2)および前記可動スクロール(3)の巻終り端の近傍に延設されている請求項1記載のスクロール圧縮機。The suction pipe (7) passes through the closed casing (1) and opens into the one space (1E), and extends near the winding end of the fixed scroll (2) and the movable scroll (3). The scroll compressor according to claim 1 provided.
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